磁珠+疊層電感-順絡(luò)

1、SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP1EMC元器件2016.5SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP21、EMC基本概念q 電磁兼容定義q 電磁干擾三要素q 濾波元件2、順絡(luò)電子EMC元器件v 磁珠3、順絡(luò)電子疊層電感產(chǎn)品 內(nèi)容SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP3 EMC EMI EMSElectromagnetic Compatibility（電磁兼容性）設(shè)備的一種能力，它在其電磁環(huán)境中能完成它的功能，而不至于在其環(huán)境中產(chǎn)生不能容忍的干擾。Electromagnetic I

2、nterference（電磁干擾）任何能中斷、阻礙、降低或限制電子設(shè)備有效性能的電磁能量。Electromagnetic Susceptibility （電磁敏感性）設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)暴露在電磁輻射下所呈現(xiàn)的不希望有的相應(yīng)程度。EMC定義和含義SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP4電磁干擾三要素三要素傳導(dǎo)耦合輻射耦合干擾源耦合通道受感器SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP5- 在噪聲源處抑制暴露在噪聲下的元件或設(shè)備屏蔽濾波元件噪聲源屏蔽抑制電磁干擾的原理 - 硬件回路 - 通過(guò)屏蔽保護(hù)電路SunlordSunlor

3、dEXPERT IN PASSIVE PARTSP6 EMC 主要解決方法Good Electrical & Mechanical DesignPCB EMC DesignInternal Cable EMC DesignEnclosureShieldingDesignI/O Filter預(yù)防比屏蔽更加有效！SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP7濾波器基本概念MIL-STD 220AB: Output voltage without a filterC: Output voltage with a filterSunlordSunlordEXPERT I

4、N PASSIVE PARTSP8濾波器分類(基于功能)低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP9單一元件（電感，電容）組合元件（LC濾波器)濾波器分類(基于構(gòu)成)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP10電感型電容型信號(hào)線或電源線信號(hào)線或電源線地線噪聲噪聲通過(guò)阻抗發(fā)熱消耗噪聲通過(guò)旁路將噪聲隔離到地線上濾波器分類(基于濾波方式)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP11濾波器選型輸出阻抗高低HighLow輸入阻抗SunlordSunlordEX

5、PERT IN PASSIVE PARTSP121、EMC基本概念q 電磁兼容定義q 電磁干擾三要素q 濾波元件2、順絡(luò)電子EMC元器件v 磁珠3、順絡(luò)電子疊層電感產(chǎn)品 內(nèi)容SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP13順絡(luò)電子EMC電子元器件類型磁珠三端EMI濾波器共模扼流器型號(hào)GZ/GZ-C/SZ/SZ-C/PZ/UPZ/EPZ/HZ/HPZ/MPMZ系列MFL系列SDCW/SDCW-S/-C/-H/-CH/-U系列功能通過(guò)發(fā)熱方式單線濾波LC組合電路濾波通過(guò)發(fā)熱方式濾除共模噪聲應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)電子通訊計(jì)算機(jī)消費(fèi)電子計(jì)算機(jī)USB/HDMI/DVI/IEEE13

6、94SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP14EMC產(chǎn)品詳細(xì)介紹磁珠SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP15磁珠工作原理p 磁珠是一種阻抗隨頻率變化的電阻器p 低頻下, 感應(yīng)阻抗較低p 隨著頻率增加，阻抗逐漸增大并逐漸顯示出電阻功能p 鐵氧體磁珠的工作原理是通過(guò)阻抗吸收并發(fā)熱的形式 將不需要頻段的能量耗散掉SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP16磁珠磁珠頻譜曲線等效電路Z=R+jXZ2=R2+X2L0R0C01101001000Frequency(MHz)05010015020

7、0250300Impedance()XRZSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP17磁珠的發(fā)展趨勢(shì)100MHz500MHz1GHz高頻段160810050603100018002700高阻抗大電流6A3A波形失真小小尺寸1101001000Frequency(MHz)05001000150020002500Impedance( )HZ1608U102GZ1608U1023GHz10ASunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP18電性參數(shù)參數(shù)測(cè)試儀器測(cè)試頻率測(cè)試信號(hào)Z (阻抗)HP4291B/E4991A參照產(chǎn)品規(guī)格書50m

8、VDCR (直流電阻)HP4338B直流/IDC (額定電流)電流表/SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP19磁珠的結(jié)構(gòu)X射線內(nèi)部結(jié)構(gòu)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP20生產(chǎn)流程Tape Casting流延Screen Printing絲網(wǎng)印刷Lamination疊層Cutting切割Burning andFiring排膠、燒結(jié)Termination端電極Plating電鍍Packing編帶SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS順絡(luò)公司的磁珠代碼特征外形尺寸阻抗范圍（）額定電

9、流（mA）GZ SeriesFor General Use06033216522001002200（02011206）GZ-C SeriesLow RDC For General Use100516081515001001000（04020603）SZ SeriesFor high speed signal060320122227001001000（02010805）SZ-C SeriesLow RDC For high speed signal10051608152500100800（04020603）PZ SeriesFor large current0603451610100045060

10、00（02011806）UPZ SeriesFor power lines100520122210009006000（04020805）EPZ SeriesFor extra high current1005, 403010120305620003100100000402, 1612HZ SeriesFor high frequency noise10051608120180050300(04020603)HPZ seriesFor high freq. noise and large current1005160810015001502000(04020603)MPMZ322520For l

11、arge current3225203030%10000SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS順絡(luò)公司的磁珠HZ、HPZ采用立式的電極結(jié)構(gòu)，具有較小的雜散電容，因而自諧頻率較高，在GHz頻段下具有較高的阻抗，可用于抑制更高頻率的噪聲。GZ/SZ/PZ/UPZ/EPZHZ/HPZSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS在與其他廠商的磁珠產(chǎn)品進(jìn)行替代和對(duì)應(yīng)時(shí)，除了從磁珠類型、尺寸、阻抗、DCR、額定電流等參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)外，還要通過(guò)頻譜圖進(jìn)行料別判斷才能最終確定相應(yīng)的磁珠型號(hào)。通過(guò)觀察頻譜上表示R的曲線是從哪個(gè)頻率附近開(kāi)始“抬升”的

12、，可以得知是哪種料別。例如右圖的磁珠，R是在1020MHz范圍內(nèi)開(kāi)始抬升的，可以判斷為E料。不同料別的R曲線“抬升”頻率：磁珠料別判斷1101001000Frequency(MHz)050100150200250300Impedance()XRZf (MHz)2-33-410-2020-3040-60100400料別WUEDKGFSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS電感與磁珠的區(qū)別與聯(lián)系磁珠電感工藝與結(jié)構(gòu)疊層疊層，繞線工作原理濾除噪聲，工作在阻抗較大的頻率段，電阻分量占主要因素。在噪音頻段磁珠表現(xiàn)為一個(gè)低Q值的電感，將能量吸收并以發(fā)熱形式消耗掉儲(chǔ)能，諧振，

13、匹配，扼流，濾波。利用了電感的自感儲(chǔ)能原理表征參數(shù)阻抗電感量，SRF，Q值共同參數(shù)IDC，RDCIDC，RDCSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP25磁珠頻譜圖及衰減特性GZ 系列SZ 系列1101001000Frequency(MHz)02004006008001000impedance()GZ2012E601TFXRZ1101001000Frequency(MHz)0400800120016002000impedance()SZ2012K601TFXZR衰減頻率范圍: 30750MHz衰減頻率范圍: 100500MHzSunlordSunlordEX

14、PERT IN PASSIVE PARTSP26PZ/UPZ 系列HZ/HPZ 系列1101001000Frequency(MHz)0500100015002000Impedance()XZRHZ1608D601TF1101001000Frequency(MHz)02004006008001000impedance()PZ2012E601TFXRZ衰減頻率范圍: 30-750MHz衰減頻率范圍: 303000MHz磁珠頻譜圖及衰減特性SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP27磁珠用于抑制電子設(shè)備中30MHz至3000MHz范圍內(nèi)的噪聲，例如計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備

15、，DVD，數(shù)碼相機(jī)，LCD TV,通信設(shè)備，OA設(shè)備等。- 電源線- 高頻線路，如時(shí)鐘線、RGB線路- 振蕩回路- 有震鈴信號(hào)產(chǎn)生的回路- 接地回路 應(yīng)用SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP28-了解需要抑制的噪聲頻段范圍-明確電磁干擾源及位置-明確回路的源阻抗和負(fù)載阻抗-了解要求的衰減為多大-了解線路通過(guò)的直流電流多大-了解線路板上允許的空間有多大磁珠選型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS磁珠選型SignalLowHighZ-fFilterStandard type beadsBeads with high sh

16、ape factorCommon mode choke coilLow Z at signal frequencyHigh Z at noise frequencyDivide signal from noiseExampleExampleExampleGZ/PZ/UPZ/EPZ/HPZ-U/HZ-U SeriesSZ/HZ-K/HZ-GHPZ-G SeriesSDCW/SDCW-HSeriesDiscriminationFrequencyConduction modefrequencyfzfzfrequencyfzSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS對(duì)于

17、PZ, UPZ, EPZ, HPZ等大電流系列磁珠，在使用溫度超過(guò)85后，需要對(duì)磁珠額定電流進(jìn)行降額。對(duì)于額定電流大于2A的，曲線由85線性降額至125 下1A；額定電流小于2A的，則降至125 下0.8A具體每一款磁珠的降額曲線請(qǐng)參考規(guī)格書和產(chǎn)品目錄。大電流磁珠降額使用2.51.50.885125PZ Beads Derated Current CurveSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS磁珠選型注意事項(xiàng)數(shù)字地和模擬地連接問(wèn)題正確方法：數(shù)字地和模擬地之間采用0歐姆電阻連接（或者一段很短的導(dǎo)線）SunlordSunlordEXPERT IN PASSIV

18、E PARTS磁珠選型注意事項(xiàng)擺放位置不對(duì)導(dǎo)致失效SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS磁珠選型注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP34應(yīng)用 1 筆記本電腦圖像處理3South Bridge DC-DC轉(zhuǎn)換器11HDD/DVD/FDD10無(wú)線網(wǎng)9液晶顯示面板4CPU1USB I/F7DRAMNorth Bridge 打印機(jī)接口PC卡插槽音頻接口局域網(wǎng)接口825鍵盤/鼠標(biāo)接口IEEE1394 I/F61、2、3：SZ&PZ&UPZ 系列4：GZ&SZ&PZ&UPZ 系列5、6、7、8、11：PZ&UPZ 系列10

19、：HZ&HPZ 系列SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP35不良項(xiàng)目可能原因不良原因分析解決措施阻抗偏低測(cè)試前磁珠遭受了大電流沖擊在測(cè)試阻抗之前先進(jìn)行了其他測(cè)試，例如RDC測(cè)試等，而該項(xiàng)測(cè)試使磁珠上通過(guò)了過(guò)大電流。磁珠的磁體材料為鐵氧體，當(dāng)磁珠中通過(guò)大電流時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)使鐵氧體的磁導(dǎo)率降低，因而使磁珠阻抗降低。避免磁珠在測(cè)試阻抗前遭受大電流沖擊。注意測(cè)試RDC時(shí)，儀器的測(cè)試信號(hào)不能過(guò)大。阻抗偏高測(cè)試信號(hào)幅度過(guò)大當(dāng)一定幅度的信號(hào)經(jīng)過(guò)磁珠時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)使鐵氧體的磁導(dǎo)率升高，這將使測(cè)得的磁珠阻抗偏高按照規(guī)格書要求，測(cè)試信號(hào)幅度限制為50mV或更低。測(cè)試前產(chǎn)品

20、經(jīng)過(guò)了焊接由于磁珠生產(chǎn)過(guò)程中的電鍍會(huì)使磁珠遭受較大電流沖擊，鐵氧體磁導(dǎo)率有一定幅度下降，因此出貨檢驗(yàn)時(shí)的阻抗并非該磁珠可達(dá)到的理論最大阻抗。當(dāng)經(jīng)過(guò)焊接的高溫后，鐵氧體材料磁導(dǎo)率恢復(fù)，使磁珠阻抗上升。/常見(jiàn)測(cè)試不良SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP36不良項(xiàng)目可能原因不良原因分析解決措施EMC測(cè)試不通過(guò)磁珠在待抑制EMI頻段的阻抗不足選型時(shí)僅關(guān)注了100MHz阻抗，而未關(guān)注待抑制EMI頻段的阻抗，即未考慮磁珠的頻譜。重新選型，參考案例1.較高的直流偏置通過(guò)磁珠使阻抗頻譜發(fā)生改變，待抑制頻段的阻抗不足。常見(jiàn)于電源線濾波?？紤]磁珠直流偏置時(shí)的阻抗頻譜，重新選

21、型。一般的，有直流偏置時(shí)，磁珠的阻抗峰值向高頻方向移動(dòng)，且峰寬變窄，峰值略降。磁珠短路?？赡苡捎谶^(guò)電流、脈沖電流等造成。分析短路原因，針對(duì)性選擇更低RDC產(chǎn)品或線路增加脈沖/ESD防護(hù)功能EMC是系統(tǒng)工程，與各器件選型、PCB Layout、屏蔽、接地和濾波等都相關(guān)?？蛻籼幖词故怯捎诟鼡Q磁珠導(dǎo)致EMC測(cè)試不通過(guò)，也可能是因整機(jī)揭開(kāi)又重新組裝后的接地、屏蔽狀況發(fā)生改變影響EMC測(cè)試結(jié)果。參考案例2.調(diào)整整機(jī)組裝狀態(tài)，重復(fù)測(cè)試，確認(rèn)真實(shí)的不良原因。應(yīng)用注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP37不良項(xiàng)目可能原因不良原因分析解決措施屏幕模糊/有條紋信號(hào)線上

22、噪聲抑制不足選型時(shí)僅關(guān)注了100MHz阻抗，而未關(guān)注待抑制噪聲頻段的阻抗，即未考慮磁珠的頻譜。重新選型不能開(kāi)機(jī)/數(shù)據(jù)傳輸速率不足用于電源線的磁珠RDC過(guò)大，造成過(guò)大壓降而使芯片供電電壓不足選擇RDC更低產(chǎn)品，如PZ、UPZ、HPZ系列磁珠開(kāi)路?？赡苡捎谶^(guò)電流、脈沖電流等造成。分析開(kāi)路原因，針對(duì)性選擇更低RDC產(chǎn)品或線路增加脈沖/ESD防護(hù)功能關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸線路上（如CPU和內(nèi)存之間）的磁珠信號(hào)頻率段阻抗過(guò)高，影響數(shù)據(jù)傳輸速率，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致不能開(kāi)機(jī)重新選型信號(hào)頻率段阻抗較低的產(chǎn)品，如：選擇阻抗較低產(chǎn)品或K料/G料產(chǎn)品。應(yīng)用注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PAR

23、TSP38應(yīng)用注意事項(xiàng)不良項(xiàng)目可能原因解決措施聲音失真或有雜音磁珠直流電阻過(guò)大。1.選擇RDC更低產(chǎn)品，如PZ、UPZ、HPZ系列；2.選擇較低阻抗的產(chǎn)品；解碼前的聲音信號(hào)傳輸線路上的磁珠信號(hào)頻率段阻抗過(guò)高，對(duì)部分有用信號(hào)衰減過(guò)大，導(dǎo)致解碼后聲音失真重新選型信號(hào)頻率段阻抗較低的產(chǎn)品，如：選擇阻抗較低產(chǎn)品或K料/G料系列。解碼前的聲音信號(hào)傳輸線路上的磁珠噪聲抑制能力不足，導(dǎo)致解碼后聲音有雜音重新選項(xiàng)抑制噪聲能力更強(qiáng)的磁珠，如：HZ系列等?？傊C波失真測(cè)試不通過(guò)在較大交變信號(hào)下，磁珠的非線性特性體現(xiàn)出來(lái)更換線性特性更優(yōu)的產(chǎn)品SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP

24、39不良項(xiàng)目可能原因不良原因分析解決措施磁珠開(kāi)路磁珠上通過(guò)了過(guò)大電流重新選型低RDC高Ir的產(chǎn)品，如PZ、UPZ、HPZ系列磁珠上通過(guò)了過(guò)大的脈沖電流或靜電放電電流1.選型低RDC高Ir的產(chǎn)品，如PZ、UPZ、HPZ系列；2.在有脈沖電流的線路中，增加脈沖防護(hù)或ESD防護(hù)，例如使用壓敏電阻等器件。機(jī)械應(yīng)力造成開(kāi)路若磁珠處于PCB邊沿且與邊沿垂直貼放，則分板時(shí)的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致磁珠開(kāi)路合理布局PCB上磁珠的位置和擺放方向；減小分板應(yīng)力。磁珠短路磁珠上通過(guò)了過(guò)大電流重新選型低RDC高Ir的產(chǎn)品，如PZ、UPZ、HPZ系列磁珠上通過(guò)了過(guò)大的脈沖電流或靜電放電電流1.選型低RDC高Ir的產(chǎn)品，如PZ、

25、UPZ、HPZ系列；2.在有脈沖電流的線路中，增加脈沖防護(hù)或ESD防護(hù)，例如使用壓敏電阻等器件。應(yīng)用注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP401、EMC基本概念q 電磁兼容定義q 電磁干擾三要素q 濾波元件2、順絡(luò)電子EMC元器件v 磁珠3、順絡(luò)電子疊層電感產(chǎn)品 內(nèi)容SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP41電感的電性參數(shù)L: 電感量Q: 品質(zhì)因子SRF: 自諧頻率DCR: 直流電阻IDC: 額定電流 SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP42電感的電性參數(shù)L (電感量)：

26、電感的作用是抑制電流的改變，電感量衡量其抑制電流改變的特性。一個(gè)電感的電感量受磁芯材料、磁芯形狀尺寸、線圈數(shù)、線圈形狀和大小所影響。電感量通常以微亨為單位。 1 millihenry (mH) = 10-3 H 1 microhenry (H) = 10-6 H 1 nanohenry (nH) = 10-9 H 電感量檔位:標(biāo)準(zhǔn)的電感量檔位是通過(guò)字母來(lái)反映。字母精度C0.2nHD0.5nHF1%G2%H3%J5%K10%S0.3nHSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP43電感的電性參數(shù)Q (品質(zhì)因子):電感的Q值是電感相對(duì)損耗的一個(gè)度量，被稱為“品質(zhì)因

27、子”。它的定義是電感儲(chǔ)能與耗能的比值，即電抗與有效電阻的比值，如下公式其中，XL為電感的電抗，包括感抗和容抗兩部分；Re（電阻）主要由電感線圈的直流電阻、磁芯損耗以及介電損耗等組成。XL（電抗）和 Re（電阻）都是頻率的函數(shù)，所以指定Q值時(shí)必須給定測(cè)試頻率。低頻時(shí)電抗隨著頻率的增長(zhǎng)比電阻快，在高頻時(shí)下降得也快。因此Q值與頻率的關(guān)系會(huì)形成一個(gè)鐘形的曲線。SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP44SRF (自諧頻率):自諧頻率是指電感的分布電容和電感量發(fā)生諧振的頻點(diǎn)。在這個(gè)頻率下，電感感抗與分布電容容抗相等并且互相抵消，整體表現(xiàn)為電抗為零，在自諧頻率處電感失去

28、儲(chǔ)能能力而表現(xiàn)出高阻的純電阻特性。即在自諧頻率點(diǎn)電感的Q值為零。自諧頻率用MHz來(lái)定義，在產(chǎn)品資料中以最小值登錄。電感的電性參數(shù)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP45DCR (直流電阻): 電感的直流電阻指在無(wú)交流信號(hào)下測(cè)得的電阻。在電感設(shè)計(jì)中，都要求使直流電阻盡可能的小。其量度單位是歐姆，通常標(biāo)稱為最大值。IDC (額定電流):額定電流表征了通過(guò)電感的直流電流的強(qiáng)度，包括溫升容許電流和磁飽和電流兩方面的內(nèi)容，由二者中較小的電流決定，通常標(biāo)稱為最小值。溫升容許電流的大小取決于電感直流電阻，直流電阻越小則溫升容許電流越大。磁飽和電流則定義為電感在通入外加

29、電流而導(dǎo)致電感量下降一定幅度時(shí)的電流值。電感磁體材料和線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)影響磁飽和電流的大小。對(duì)于磁芯為非磁性材料的電感來(lái)說(shuō)，通入電流不會(huì)導(dǎo)致電感量下降，因而其額定電流僅由溫升容許電流定義。電感的電性參數(shù)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP46項(xiàng)目疊層繞線FerriteCeramicFerriteCeramic外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)SunlordSeriesSDFL, MCL, MPHSDCL, SDHL, HQWL-FS,SWPA, SPH,WPN, WPLSDWL-C順絡(luò)電子電感產(chǎn)品SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP47

30、疊層電感產(chǎn)品詳細(xì)介紹射頻電感SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP48u射頻電路阻抗匹配（RF impedance match）u射頻諧振（RF resonance）u射頻供電線路扼流（RF choke）u射頻濾波和隔離（RF filtering and isolation ）射頻電感的應(yīng)用SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP49射頻電感的應(yīng)用阻抗匹配SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP50射頻電感的應(yīng)用諧振電路SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE P

31、ARTSP51電感量Q值方向性RDC額定電流自諧頻率#阻抗匹配 諧振 扼流 / 濾波隔離 / ：應(yīng)用頻率下的電感量一致性；：應(yīng)用頻率下的Q值；#：自諧頻率的一致性。數(shù)量多代表相關(guān)性強(qiáng)，/代表無(wú)關(guān)射頻電感特性與應(yīng)用的相關(guān)性SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP52繞線高Q、高精度SDWL10054532CSDWL1005CPSDWL1608CPSDWL1005CH疊層高可靠性、低成本SDCL0402HSDCL0603QSDCL1005/1608SDHL1005/1608HQ1005片式高頻電感順絡(luò)電子的射頻電感SunlordSunlordEXPERT IN

32、PASSIVE PARTSP53類型系列尺寸電感量范圍特點(diǎn)疊層陶瓷電感SDCL0402(01005)1608 (0603)0.2nH680nH低成本疊層陶瓷電感SDHL1005(0402)1608(0603)1nH180nH高SRF疊層陶瓷電感HQ1005(0402)1.0nH15nH高Q值疊層射頻電感類別SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP5410nH100nH10050402SDCL1005 (0402), HQ1005(0402), 1.0*0.5mm0.6nH360nHSDCL0603Q(0201), 0.6*0.3mm0.6nH120nHSDC

33、L0402H (01005), 0.4*0.2mm1.0nH20nH06030201040201005 0603/0402小感量產(chǎn)品最高精度可達(dá)0.1nH，大感量最高精度可達(dá)3% 1005小感量產(chǎn)品最高精度可達(dá)0.3nH，大感量最高精度可達(dá)5%。疊層射頻電感SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP55SeriesInductance compensationCross with competitorsSDCL0603QT02L3.6nH 3.6nHL6.8nH 6.8nHL9.1nH L9.1nHTaiyo Yuden HK0603, HKQ0603, TO

34、KO LLV0603, TDK MLG0603S+0.25nH+0.43nH+0.5nH+0.85nHSDCL0603QT02B01+0.43nHMurata LQP03TN, TDK MLG0603P, Samsung CIH03QSDCL0603QT02B020Murata LQP03TGSDCL0402H+0.11nHMurata LQP02TN, TDK MLG0402P, Taiyo Yuden HK0402SDCL1005C0Murata LQG15H, LQP15TN, TDK MLG1005, TDK HK1005SDCL1005-M01-0.2nH(L10nH); 0nH(L

35、10nH)Murata LQG15HS, TDK MLG1005SSDCL1005-M02+0.3nH(L10nH); 0nH(L10nH)Murata LQG15HN, TDK MLG1005M疊層射頻電感的對(duì)應(yīng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP56不良項(xiàng)目根本原因不良原因分析解決措施PathLoss不良、校準(zhǔn)不良、靈敏度偏低等。不良比例一般大于1%匹配電路中的電感(電容)使用不合適。具體而言，當(dāng)電感(電容)貼于主板后在應(yīng)用頻率下所表現(xiàn)的電感量(電容量)并非最優(yōu)值致匹配不良不同廠家標(biāo)稱感值相同的產(chǎn)品在應(yīng)用頻率下電感量有偏差，直接替換導(dǎo)致不良以新廠家系

36、列產(chǎn)品重新調(diào)試，取應(yīng)用最優(yōu)值所對(duì)應(yīng)的電感型號(hào)量產(chǎn)初始調(diào)試選型不佳，未選擇最優(yōu)電感值，部分上下限偏差產(chǎn)品匹配不良取臨近電感值產(chǎn)品重新調(diào)試，選擇應(yīng)用最優(yōu)值所對(duì)應(yīng)電感型號(hào)量產(chǎn)電感極性，不同方向貼片時(shí)表現(xiàn)的電感量有偏差導(dǎo)致匹配不良使用帶方向標(biāo)記的電感調(diào)試及量產(chǎn)兩并行電感貼片方向不妥當(dāng)致互相干擾使用帶方向標(biāo)記的電感調(diào)試及量產(chǎn)靈敏度偏低，不良率近100%應(yīng)用頻率下電感Q值偏低選用繞線陶瓷電感或其他類型高Q值電感疊層射頻電感的應(yīng)用注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP57不良項(xiàng)目根本原因常見(jiàn)不良原因解決措施線路壓降不良，不良率一般高于10%電感RDC與要求不匹配

37、，多見(jiàn)于扼流線路不同廠家電感替換，RDC有差異以新廠家產(chǎn)品重新調(diào)試電感線路不導(dǎo)通，不良率一般低于1%電感開(kāi)路電感中有過(guò)大持續(xù)電流通過(guò)使電感電極燒斷，如音頻功放電路的電感額定電流小于工作電流而開(kāi)路使用更低RDC產(chǎn)品，必要時(shí)采用更大尺寸電感或要求電感廠家重新設(shè)計(jì)低RDC產(chǎn)品電感中有脈沖電流通過(guò)使電感電極燒斷，如按鍵電路中的電感遭受ESD沖擊開(kāi)路設(shè)計(jì)保護(hù)電路，或使用更低RDC產(chǎn)品，必要時(shí)采用更大尺寸電感或要求電感廠家重新設(shè)計(jì)低RDC產(chǎn)品電感處于主板邊緣，分板時(shí)過(guò)大應(yīng)力致電感電極斷開(kāi)合理布局PCB上電感的位置和擺放方向；減小分板應(yīng)力電感虛焊或焊接偏位參考下頁(yè)焊接不良原因分析參考下頁(yè)焊接不良解決措施疊層

38、射頻電感的應(yīng)用注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP58不良項(xiàng)目常見(jiàn)不良原因解決措施電感焊接性不良錫膏、焊接條件、焊盤設(shè)計(jì)不合理按照規(guī)格書推薦的焊盤設(shè)計(jì)，使用規(guī)格書推薦的焊接條件和錫膏等PCB布局不合理，器件間間距過(guò)小致電感焊接受周邊器件影響。合理布局器件，避免間距過(guò)小問(wèn)題電感焊接電極面狀況不佳，常見(jiàn)于繞線電感由電感廠家改進(jìn)，優(yōu)化焊接電極面電感過(guò)期致焊接性不佳更換焊接性合格的產(chǎn)品疊層射頻電感的應(yīng)用注意事項(xiàng)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP59疊層電感產(chǎn)品詳細(xì)介紹功率電感SunlordSunlordEXPER

39、T IN PASSIVE PARTSP60功率電感功率電感繞線型疊層型順絡(luò)型號(hào) SWPA/SPH順絡(luò)型號(hào) MPH順絡(luò)型號(hào) WPN鐵氧體磁芯鐵合金磁芯鐵氧體磁體鐵合金磁體順絡(luò)型號(hào) MPM順絡(luò)電子的功率電感產(chǎn)品SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP61u濾波（Filtering），如高功率音頻功放電路u電源扼流（Power line choke），如Buck電路u儲(chǔ)能（Inductive storage），如Boost電路功率電感的應(yīng)用SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP62Buck電路精簡(jiǎn)模型1、K閉合后，D關(guān)斷，電流

40、流經(jīng)L，L是儲(chǔ)能濾波電感，它的作用是在K接通Ton期間限制大電流通過(guò)，防止輸入電壓Ui直接加到負(fù)載R上，對(duì)R進(jìn)行電壓沖擊，同時(shí)把電感電流IL轉(zhuǎn)化成磁能進(jìn)行能量存儲(chǔ)；與R并聯(lián)的C是儲(chǔ)能濾波電容，如此R兩端的電壓在Ton期間是穩(wěn)定的直流電壓2、在K關(guān)斷期間Toff，L將產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)電流IL由反電動(dòng)勢(shì)eL的正極流出，通過(guò)負(fù)載R，再經(jīng)過(guò)續(xù)流二極管D，最后回到反電動(dòng)勢(shì)eL的負(fù)極。由于C的儲(chǔ)能穩(wěn)壓，Toff階段的輸出電壓Uo也是穩(wěn)定的直流電壓K閉合時(shí)，L兩端有壓降，意味著UoUi, BUCK電路一定是降壓電路SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP63對(duì)Buck電

41、路，電感上的紋波電流 I=(Vin-Vout)D/(LFsw)=Vout(1-D)/(LFsw)式中，Vin:輸入電壓；Vout:輸出電壓 Fsw :開(kāi)關(guān)頻率；I: 電感上通過(guò)的電流峰峰值，即紋波電流 D:占空比，D=Ton/T=Vout/Vin=Iout/Iin注：公式假設(shè)如下：所有器件均為理想器件，即各器件功耗為0。若考慮實(shí)際器件的壓降、功耗等，公式將略有差異，對(duì)本文所述電感估算方法，可忽略之?？梢?jiàn)，紋波電流與電感值成反比。一般的，取紋波電流不超過(guò)最大穩(wěn)態(tài)輸出電流的30%，因而可計(jì)算在最大穩(wěn)態(tài)輸出電流時(shí)，所需最小電感值Lmin1：Lmin1=(Vin-Vout)D/(Irate0.3Fsw

42、)對(duì)于開(kāi)關(guān)電源上所用的電感，其精度一般為20%，因此，考慮電感的精度，在最大穩(wěn)態(tài)輸出電流時(shí)電感的最小中心值Lmin2為：Lmin2=Lmin1/(1-20%) 由于電感在較高偏置電流情況下其感值會(huì)下降，即電感具有飽和特性，而電感廠家所標(biāo)電感值一般均在低偏置電流情況下測(cè)試，因此，須根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果，并通過(guò)電感廠家提供的飽和電流曲線來(lái)找出低偏置電流時(shí)所需的最小電感值Lmin3Buck電路電感選型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP64例如：為某降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器選擇合適電感量：輸入電壓Vin=3.7V，輸出電壓Vout=1.1V，開(kāi)關(guān)頻率Fsw=2.25

43、MHz，輸出的最大穩(wěn)態(tài)電流Irate=1.0A。紋波電流I取為30%Irate，則在最大穩(wěn)態(tài)輸出電流下所需的電感值：Lmin1= 1.1（1-1.1/3.7）/（2.251.00.3）H=1.15H取精度為20%，則最大穩(wěn)態(tài)輸出電流下所需電感值中心值為：Lmin2=1.13H/（1-20%）=1.43H在電感廠家提供的電感系列飽和電流曲線中查找對(duì)應(yīng)（以SWPA252010系列為例），可見(jiàn)，須選擇在1.3A偏置電流下的電感值大于Lmin2的SWPA252010S2R2MT。 Buck電路電感選型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP65Buck電路電感選型一

44、般的，滿足上述電感值條件的電感器有多種型號(hào)，此時(shí)須考慮這些備選電感的其他參數(shù)了：溫升電流特性：電感的溫升電流Irms應(yīng)大于最大穩(wěn)態(tài)輸出電流，很多時(shí)候，為確保產(chǎn)品可靠性，溫升電流應(yīng)留一定余量；產(chǎn)品尺寸：一般來(lái)說(shuō)尺寸越大性能越好；產(chǎn)品DCR：DCR越低則電感直流損耗越低，轉(zhuǎn)換效率越高；產(chǎn)品類型：帶屏蔽的電感比不帶屏蔽的電感好，改善EMI；SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP66Boost電路精簡(jiǎn)模型當(dāng)K接通時(shí)，Ui開(kāi)始對(duì)L充電，流過(guò)L的電流iL開(kāi)始增加，同時(shí)電流在L中也要產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)eL，C向R放電，形成穩(wěn)定電壓Uo當(dāng)K由接通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時(shí)候，為了保持勵(lì)磁不變

45、，L也會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)eL。eL反電動(dòng)勢(shì)的方向與開(kāi)關(guān)K關(guān)斷前的方向相反，但與電流的方向相同,在控制開(kāi)關(guān)K兩端的輸出電壓uo等于輸入電壓Ui與反電動(dòng)勢(shì)eL之和。在開(kāi)關(guān)關(guān)斷Toff期間，K關(guān)斷，L把電流iLm轉(zhuǎn)化成反電動(dòng)勢(shì)，與輸入電壓Ui串聯(lián)迭加，通過(guò)整流二極管D繼續(xù)向負(fù)載R提供能量，R兩端形成穩(wěn)定電壓輸出Uo=Ui+eLBOOST輸出電壓高于輸入，是一個(gè)升壓電路SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP67對(duì)Boost電路，電感上的紋波電流I=VinD/(LFsw)=(Vout-Vin)(1-D) /(LFsw) 式式中，Vin:輸入電壓，Vout:輸出電壓 Fs

46、w :開(kāi)關(guān)頻率，D:占空比，D=Ton/T=1-Vin/Vout為保證Boost電路在調(diào)節(jié)輸出電流時(shí)的穩(wěn)定性，在低負(fù)載時(shí)電感電流為斷續(xù)電流模式（DCM），高負(fù)載時(shí)電感電流為連續(xù)電流模式（CCM）。一般的，當(dāng)輸出電流為最大穩(wěn)態(tài)輸出電流的60%80%時(shí)（），使電感電流處于臨界電流模式，臨界電流模式時(shí)Iinductor=I/2；由式知電感值越大，則電感紋波電流越小，在越低的的輸出電流時(shí)即進(jìn)入連續(xù)電流模式。又以轉(zhuǎn)換效率計(jì)算Iinductor為：Iinductor=VoutIrate/(Vin)由此計(jì)算得在Iinductor偏置電流情況下的電感值L1應(yīng)為：L1= (Vout-Vin)(1-D)/(IFs

47、w)= (Vout-Vin)(1-D)/(2IinductorFsw)= (Vout-Vin)(1-D)/2VoutIrateFsw /(Vin) #式由于Boost電路對(duì)電感值的要求比Buck更不嚴(yán)格，因此在公稱電感值選取步驟中，我們無(wú)須再對(duì)精度進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，只須考慮電感的飽和特性即可。與前述方法相同，根據(jù)#式計(jì)算結(jié)果，通過(guò)電感廠家提供的飽和電流曲線來(lái)找出低偏置電流時(shí)所需的電感值L2。Boost電路電感選型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP68例如：為某升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器選擇合適電感量：輸入電壓Vin=3.7V，輸出電壓Vout=30V，開(kāi)關(guān)頻率

48、Fsw=0.6MHz，輸出的最大穩(wěn)態(tài)電流Irate=0.02A。按如下假設(shè)一計(jì)算：A、當(dāng)輸出電流為最大穩(wěn)態(tài)輸出電流的80%時(shí)，使電感電流處于臨界電流模式；B、轉(zhuǎn)換效率=70%。計(jì)算知最大穩(wěn)態(tài)輸出電流的80%的電流Iinductor為：I=300.020.8/3.7/0.7=0.185A則在Iinductor電流下所需的電感值：L1= （30-3.7）3.7/30/（20.60.185）H=14.59H在電感廠家提供的電感系列飽和電流曲線中查找對(duì)應(yīng)（以SWPA3012系列為例），可見(jiàn)按照我們的設(shè)定條件，可選擇SWPA3012S150MT。按如下假設(shè)二計(jì)算：A、當(dāng)輸出電流為最大穩(wěn)態(tài)輸出電流的60%

49、時(shí)，使電感電流處于臨界電流模式；B、轉(zhuǎn)換效率=75%。計(jì)算知最大穩(wěn)態(tài)輸出電流的60%的電流Iinductor為：I=300.020.6/3.7/0.75=0.13A則在Iinductor電流下所需的電感值：L1= （30-3.7）3.7/30/（20.60.13）H=20.84H在電感廠家提供的電感系列飽和電流曲線中查找對(duì)應(yīng)（以SWPA3012系列為例），可見(jiàn)按照我們的設(shè)定條件，可選擇SWPA3012S220MT綜合假設(shè)一和假設(shè)二，可知可選擇的電感范圍為15uH22uH。Boost電路電感選型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP69Boost電路電感選型從前文敘述中，我們可知在Boost電路中的電感紋波電流都比較大，在如此大的